FPSO码头舾装靠泊装置设计及结构强度分析

FPSO码头舾装靠泊装置设计及结构强度分析

作者：郝美 王明艳 武斌

来源：《农家科技下旬刊》2018年第03期

摘 要：作为海上复杂的浮动码头，FPSO具有船舶的性能，也有码头的功能，而且其还有浮动加工厂的特点。包括浮体、单点或者多点系泊系统，拥有泊船系统和公用系统。按照相关的规定要求，进行FPSO码头舾装靠泊装置设计，需要将FPSO系泊装置加以制造和安装，并对结构强度进行论证和分析，最终得到满意的建造效果。 关键词：FPSO；舾装码头；生产制造

船舶舾装是造船工艺中的一个重要组成部分，根据码头的设计规范要求，FPSO舾装码头是负责船上安装调试、试航交船工作、下水船舶后期舾装工作码头系泊试验的工作平台。舾装码头上有各种设备，包括起重设备、焊接设备、动力及照明设备、系泊装置等。其中系泊装置在船舶泊位舾装期间遭遇恶劣气象条件时，能够保证安全停泊，目前进行FPSO码头舾装靠泊装置设计进入了先进的技术领域，通过对结构强度进行计算和分析，得出最佳的建造结果。 一、FPSO码头舾装靠泊装置

1.FPSO码头作业范围较广，工程量通常可达船舶建造总工程量的50%左右。现代船厂的生产技术经过不断推陈出新，使得船舶在船坞内的建造周期大幅缩短，在设计、制造、安装等码头舾装作业时间上已经少于传统制造方法，而且经过设计和施工，许多舾装码头具备了防风抗台的能力。通过改造舾装码头、合理配置系泊设备以提高船舶的系泊安全、减少拖航避险的使用频率具有现实意义。

2.系泊装置的制造和安装，采用FPSO系泊与作业油田的转塔型结构，钢结构重量可以达到数百吨。FPSO在海中定为使用单点或者多点系泊的抓观念之，由于单点和多点系泊的类型不同，因此FPSOde构件也不同。对内转塔式单点，要求在FPSO船体中心线靠近船首的位置设置一个单点舱，舱内和舱顶甲板上安装单点设备和部件，对固定塔-软钢臂但袋内，在FPSO的船首部分要安装单点系泊支架等设备，对于多点系泊，要在船首和船尾部分设置系泊绞车等设备。

3.生产处理站的制造安装，布置在甲板上，由设备模块和生产模块组成。

燃烧系统和燃烧塔制造安装，用于收集管路、货油舱、阀门等工作紧急释放的残气，输送到燃烧塔。燃烧塔为管架结构，燃烧系统包括了阀门、管路，材料为耐低温材料，管路的预制安装的段数大约为300段。

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卸油装置包括了串联系泊缆、串联卸油装置，钢结构工程包括了底座、支架制造等。 飞机平台的设计和安装为钢管架和铝合金的结构。船体和舱内的涂装，包括特殊涂装，全船电缆设计长度达到数十万米。

二、FPSO码头舾装靠泊装置建造设计方案

按照工序前移的原则，实施总段、分段舾装。舾装技术采用单元组装和预舾装的方法，在机舱、甲板、居住舱室等区域进行单元的分段预装和组装。

1.船体主要结构造完后，就从造船平台下水，舾装是泛指在各个生产阶段的安装工程，涵盖 设备、管系、通风、电气、铁舾、内舾、武器等各个方面。其技术和管理过程，是当代船舶建造技术领域最为重要的课题内容；同时也是舰船领域最为高端的技术之一。包括舵设备，锚设备，系泊设备，救生设备，关闭设备，拖带和顶推设备，还有梯子，栏杆，桅杆等。内舾装：又称居装，如舱室的分隔与绝缘材料的安装，船用家具与卫生设施的制造安装，在做FPSO码头舾装靠泊装置建造设计方案论证和设计的时候，要求委托方提供资料，设计任务书，包括设计的基本要求，完成时间等。设计基础数据，包括油气田的位置，另外还要有油气田所在海区的环境条件，进行方案论证的阶段，对于FPSO储油量进行论证，根据油田的最大日产油量、运油轮的载油量以及油田所在海区的天气情况，计划的外输油周期等因素，初步确定FPSO的码头舾装靠泊装置建造设计方案。

2.船舶建造按照分段制作的方式，进行预制件等的分段安装，船台搭载在5万吨级的可以分成两段进行搭载。对气囊下水、船坞内合拢、码头甲板设备进行调试和试验后可以进行建造。

分段进行模块的制造，对于预制件进行预装，在场地内分段制作专用的设备，整个船体的合拢以及设备的安装，通过船台完成，并加以改进。系泊装置为转塔型结构，使用履带吊浆各种试验项目进行安装。

3.根据油田所在海域的水深和海况以及气象条件，油田的储量、产量和经济性等因素出不选取了FPSO的方案。出不确定了FPSO船体的主尺度，包含了水线长和型深，确定了主尺度，考虑水深等，对甲板面积的要求和单点对FPSO的要求。选择FPSO系泊系统的类型和外输油轮的系靠方式。

三、FPSO码头舾装靠泊装置强度分析

FPSO由两大部分组成：上部组块和船体，上部组块完成对原油的加工处理；而船体负责储存合格的原油。

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码头的靠泊装置的设计，就是将FPSO固定在海上单个系泊点处。在风、浪和海流的作用下FPSO会以单点系泊为中心进行360°旋转，这样就大大减少了海流对船体的冲击。目前单点系泊方式被广泛应用。 船长系数

台风大于9级的时候码头加强船柱的布置，柱间距为30-60米。

码头工艺荷载种类包括堆货荷载、起重运输机械荷载、汽车荷载以及船舶荷载等。系缆力标准值N及其垂直于码头前沿线的横向分力NX，平行于码头前沿线爱女的纵向分力NY，按照公式计算可以得到系缆力的标准值以及横向和纵向的分力KN。 四、结语

FPSO船舶舾装靠泊的设计技术要求有其独特的特征，因此在进行设计和安装的时候，要遵循设计编制条文，进行模型试验研究论证，方可进行安装和运行。 参考文献：

[1]杨贵强，孙丽萍.FPSO失效数据库系统开发[J].船海工程，2015，（5）：68-71. [2]罗岱，郑南.\"FPSO CYRUS\"油船改FPSO方案及技术要点分析[J].船海工程，2017，（6）：150-154.

[3]童波.西非深水FPSO总体设计研究[J].中国海洋平台，2016，（3）：11-18. [4]黄国良.南海小型FPSO系泊系统设计[J].船海工程，2017，（5）：53-56，60.